Bài giảng Điều khiển máy điện nâng cao: Bài giảng 2 - TS. Nguyễn Quang Nam

Bài giảng Điều khiển máy điện nâng cao: Bài giảng 2 trình bày về máy DC kích từ độc lập, mô hình ký hiệu của máy DC, mô hình tổng quát của máy DC, mô hình định hướng trường, điều khiển động cơ DC kích từ độc lập, các giới hạn vận hành và một số nội dung khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điều khiển máy điện nâng cao: Bài giảng 2 - TS. Nguyễn Quang Nam Bài giảng Điều Khiển Máy Điện Nâng Cao Mô hình và điều khiển máy điện DC TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK 2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 2 1Máy DC kích từ độc lập Sơ đồ bao gồm dây quấn kích từ, dây quấn phần ứng, dây quấn bù, và bộ đổi chiều. Bài giảng 2 2Máy DC kích từ độc lập (tt) Vì có mặt dây quấn bù, có thể coi phản ứng phần ứng bị triệt tiêu, nghĩa là từ thông kích từ (phần cảm) chỉ hướng dọc trục α. Điện kháng tản của dây quấn phần ứng sẽ tạo ra một thành phần từ thông dọc trục β, và không thể bị khử bởi dây quấn bù. Quan hệ giữa từ thông và dòng kích từ thường là phi tuyến. Máy dùng NCVC có kích thước nhỏ hơn, nhưng mất khả năng điều chỉnh từ thông kích từ. Bài giảng 2 3Mô hình ký hiệu của máy DC Giả sử bộ đổi chiều lý tưởng (giữ cho dòng điện phần ứng luôn luôn dọc theo trục β): r xy I a = jI a e − jθ Quan hệ điện áp có thể được xác định từ { r xy r xy ua ia + Re ua (ia ) * = 0 } Số hạng thứ nhất và thứ hai lần lượt là công suất tức thời đi vào bộ đổi chiều từ phía stato và từ phía rôto. Kết hợp hai phương trình trên dẫn đến r { ua = − Im uaxy e jθ } Bài giảng 2 4Mô hình IRTF của máy DC (tt) Ta có mô hình IRTF của máy DC thể hiện các quá trình chuyển đổi như dưới đây. Với mô hình này, công suất điện ở phía stato và rôto được quy ước là dương khi hướng đến và đi khỏi mô hình, một cách tương ứng. Bài giảng 2 5Mô hình ký hiệu của máy DC (tt) Hệ phương trình mô tả mô hình ký hiệu này của máy DC cho bởi r r xy dψ axy r xy ua = − Ra ia dt r xy r xy r xy ψ a = ψ m − La ia ψ mα = Lmα (i fα − iaα ) = Lmα i f = ψ f ψ mβ = Lmβ (i fβ − iaβ ) = 0 Bài giảng 2 6Mô hình ký hiệu của máy DC (tt) Hệ phương trình kết quả r xy r xy dψ a r xy ua = − Ra ia dt r xy − jθ r xy ψ a = ψ f e − La ia với số hạng ψfe-jθ chính là từ thông từ hóa trong hệ quy chiếu quay. Chú ý: ở trạng thái xác lập, tất cả các biến trong hệ quy chiếu quay xy đều là hàm hình sin. Bài giảng 2 7Mô hình tổng quát của máy DC Từ 2 pt trên, ta rút ra được mô hình tổng quát dưới đây Bài giảng 2 8Mô hình định hướng trường Trong mô hình vừa rồi, các vectơ không gian dòng điện, điện áp, và từ thông móc vòng ở phía phần ứng được xác định dựa vào một hệ quy chiếu gắn vào trục máy. Trong phần này, phép biến đổi định hướng từ trường sẽ được giới thiệu (và là phép biến đổi quan trọng trong các bộ truyền động AC ba pha). Trọng tâm của khái niệm là việc đặt một mặt phẳng phức gồm một trục dọc Rdq và một trục ngang Idq thẳng hàng r xy vectơ từ thông ψ m , như trong slide tiếp theo. r r xy r dq ψm dq = ψ m e jθ ψ m =ψ f Bài giảng 2 9Mô hình định hướng trường (tt) r dq r dq dψ a r dq r dq ua = − Ra ia − jωmψ a dt r dq r dq ψ a = ψ f − La ia r r dq Te = ψ f × ia Bài giảng 2 10Mô hình định hướng trường (tt) r dq Áp dụng quy tắc tính ua ở slide 4, và ia = jia dia ua = Ra ia + La + ωmψ f dt Te = ψ f ia Thành phần dọc trục của ua có thể xác định là bằng 0, do đó mô hình có thể xây dựng dựa trên trục ngang. ...